Skin Deep: адаптация водной кожи китов и бегемотов развивалась независимо

Новое показывает, что такая же гладкая, почти безволосая кожа китов и бегемотов развивалась независимо. Работа предполагает, что их последний общий предок, вероятно, был наземным млекопитающим, искореняя нынешнее мнение, что кожа была адаптирована для жизни в воде от общего земноводного предка. Исследование опубликовано сегодня в журнале. Текущая биология и возглавлялась исследователями из Американского музея естественной истории; Калифорнийский университет в Ирвине; Калифорнийский университет в Риверсайде; Институт молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка; и LOEWE-Центр трансляционной геномики биоразнообразия (Германия).


«Как покинули твердую планету и стали полностью водными, — это одна из самых увлекательных историй эволюции, с которой, возможно, может соперничать только то, как в первую очередь обменивали воду на землю, или полета», — сказал Джон Гейтси, старший научный сотрудник Отдел зоологии позвоночных Американского музея естественной истории и автор-корреспондент исследования. «Наши последние открытия противоречат нынешней догме в этой области — что родственники амфибийного бегемота могли быть частью перехода, когда млекопитающие снова вошли в жизнь в воде».

Несмотря на их контрастный внешний вид, полностью водные — группа, в которую входят , дельфины и морские свиньи — и полуводные бегемоты являются ближайшими живыми родственниками друг друга и имеют общего предка, который жил около 55 миллионов лет назад. У них также есть ряд характеристик, которые необычны для большинства млекопитающих: они рожают и кормят грудью под водой, у них отсутствуют яички мошонки и сальные железы (которые выделяют жирный кожный жир), а также большая часть их волос. Поскольку эти черты редко встречаются у других млекопитающих, можно предположить, что они уже присутствовали у общего предка бегемотов и китообразных. Но как и когда предки китообразных стали полностью водными, остается предметом интенсивных споров.

Палеонтологические исследования вымерших китообразных переходного периода предполагают, что проникновение в воду было постепенным процессом, который включал фазы земноводных. Итак, развили ли бегемоты и китообразные приспособления к водному образу жизни независимо? Или их общий предок уже был земноводным, а оттуда китообразные разошлись, чтобы стать полностью водными?

«Самая простая гипотеза состоит в том, что предок китов и бегемотов уже был земноводным, но эволюция не всегда является кратчайшим расстоянием между двумя точками», — сказал ведущий автор исследования Марк Спрингер, профессор биологии Калифорнийского университета в Риверсайде.

Чтобы решить этот вопрос, исследователи обратились к коже животных, которая показывает глубокие эволюционные изменения в ответ на водную жизнь.

«Когда группа животных становится водной, кожа становится более гладкой и однородной», — сказал Максим Пликус, соавтор-корреспондент и кожный биолог из Калифорнийского университета в Ирвине. «Сложные производные, такие как , ногти или потовые железы, больше не нужны и фактически могут стать препятствием для жизни под водой, поэтому они исчезают. И он теряет барьерную функцию, выполняемую внешним слоем кожи, который в наземные млекопитающие, жизненно важны для предотвращения испарения воды из организма и предотвращения проникновения патогенов ».

Исследователи сравнили анатомию кожи бегемота и китообразных на основе гистологии и использовали геномные скрининги, чтобы составить исчерпывающий список «генов кожи», которые были инактивированы как у бегемотов, так и у китообразных. Этому способствовало исследование — впервые — генома карликового бегемота, Choeropsis liberiensis, одного из двух ныне живущих видов бегемотов.

«Когда вы смотрите на молекулярные сигнатуры, вы получаете поразительный и ясный ответ», — сказал соавтор исследования и специалист по эволюционной геномике Майкл Хиллер из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка и Центра трансляционной геномики биоразнообразия LOEWE. в Германии. «Наши результаты убедительно подтверждают идею о том, что« водные »черты кожи, обнаруженные как у бегемотов, так и у китообразных, развивались независимо. И не только это, мы можем видеть, что потеря генов в линии бегемотов произошла намного позже, чем в линии китообразных».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments